萨默塞特化石中揭示了地球上最早的森林

可追溯到 3.9 亿年前——在英格兰西南部德文郡和萨默塞特海岸的高砂岩悬崖上被发现。

这些化石由剑桥大学和卡迪夫大学的研究人员发现和鉴定，是英国迄今为止发现的最古老的树化石，也是地球上已知最古老的化石森林。这片森林化石比之前的纪录保持者(在纽约州发现的)还要古老大约四百万年。

这些化石是在布里斯托尔海峡南岸的迈恩黑德附近发现的，靠近现在的布特林度假营。这些被称为Calamophyton的树木化石，乍一看很像棕榈树，但它们是我们今天所熟悉的树木的“原型”。它们的树干不是实木的，而是很薄，中间是空心的。它们也没有叶子，树枝上覆盖着数百个类似树枝的结构。

这些树也比它们的后代矮得多：最大的树高在两到四米之间。随着树木的生长，它们会脱落树枝，掉落大量植被垃圾，这些植被垃圾支撑着森林地面上的无脊椎动物。

科学家们此前认为英国海岸的这片地区不存在重要的植物化石，但这一特殊的化石发现，除了它的年龄之外，还表明了数亿年前早期的树木如何帮助塑造景观并稳定河岸和海岸线。研究结果发表在《地质学会杂志》上。

这片森林的历史可以追溯到 4.19 亿至 3.58 亿年前的泥盆纪时期，当时生命开始首次大规模向陆地扩张：到该时期末，出现了第一批结种子的植物，出现了最早的陆地动物，主要是节肢动物，已经很完善了。

“泥盆纪时期从根本上改变了地球上的生命，”该研究的第一作者、剑桥大学地球科学系的尼尔戴维斯教授说。“它还改变了水和土地相互作用的方式，因为树木和其他植物通过根系帮助稳定沉积物，但人们对最早的森林知之甚少。”

研究人员发现的化石森林是在北德文郡和西萨默塞特海岸的 Hangman 砂岩地层中发现的。在泥盆纪时期，该地区并不与英格兰其他地区相连，而是位于更南部，与德国和比利时的部分地区相连，在那里发现了类似的泥盆纪化石。

卡迪夫地球与环境科学学院的合著者克里斯托弗·贝里博士说：“根据 30 年在全球范围内对这种树的研究，当我第一次看到树干的照片时，我立即知道它们是什么。” “看到他们离家这么近真是太棒了。但最具启发性的见解来自于第一次看到这些树在它们生长的位置。这是我们第一次有机会直接观察这种最早类型的森林的生态，解释卡拉莫植物树的生长环境，并评估它们对沉积系统的影响。”

实地考察是沿着英格兰最高的海崖进行的，其中一些悬崖只能乘船到达，结果表明，这个砂岩地层实际上富含泥盆纪时期的植物化石材料。研究人员发现了砂岩中保存的植物化石和植物残骸、树木化石、树根痕迹和沉积结构。泥盆纪时期，这里是一片半干旱平原，从山脉向西北延伸的小河道纵横交错。

“这是一个非常奇怪的森林——不像你今天看到的任何森林，”戴维斯说。“没有任何灌木丛可言，草还没有出现，但这些密密麻麻的树木掉落了很多树枝，这对景观产生了很大影响。”

这一时期标志着紧密堆积的植物第一次能够在陆地上生长，并且卡拉莫植物树脱落的大量碎片在沉积物层中堆积起来。沉积物影响了河流流经地貌的方式，这是河流的走向第一次受到这种方式的影响。

戴维斯说：“这些化石中包含的证据保存了地球发展的一个关键阶段，当时河流开始以与以前完全不同的方式运作，成为今天的巨大侵蚀力量。” “人们有时认为英国岩石已经被研究得够多了，但这表明重新审视它们可以产生重要的新发现。”

该研究得到了英国研究与创新 (UKRI) 旗下自然环境研究委员会 (NERC) 的部分支持。尼尔·戴维斯是剑桥大学丘吉尔学院的院士。